Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса

Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса - http://www.vsu.ru
Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса - http://www.vsu.ru
Учёные ВГУ предложили новый метод изучения характеристик аттосекундного импульса - http://www.vsu.ru
Фото: www.vsu.ru

Коллектив ученых из Воронежского государственного университета предложил новый метод для определения физических параметров ультракоротких аттосекундных импульсов. Результаты исследования физиков опубликованы в журнале Physical Review A в статье под названием «Attosecond-pulse metrology based on high-order harmonic generation» («Метрология атосекундных импульсов на основе процесса генерации высших гармоник») .

Для того, чтобы понять масштаб одной аттосекунды (а это 10 в минус 18 степени секунд), необходимо представить себе 1 секунду в масштабе существования вселенной. Это предельно короткий временной промежуток, определяющий характерный порядок обращения электронов по замкнутым орбитам в атоме. К настоящему времени лазерные технологии позволяют получать импульсы длительностью в десятки аттосекунд. Как показывают многочисленные эксперименты и теоретические расчеты, взаимодействие таких сверхкоротких импульсов с веществом существенно зависит от формы импульса и поэтому одна из актуальных задач лазерной физики заключается в метрологии (определении параметров) или визуализации аттосекундных импульсов. Исследование учёных ВГУ – это один из шагов к визуализации аттосекундного импульса. Основываясь на теоретических расчётах, воронежским учёным удалось предложить новую методику определения формы сверхкоротких импульсов. Предложенный методоснован на анализе спектров генерации гармоник.

– Если мы помещаем атом в сильное лазерное поле, то его отклик на такое экстремальное внешнее воздействие становится существенно нелинейным. Этот нелинейный отклик приводит к широкому спектру нелинейных явлений, одним из которых и является генерация высоких гармоник лазерного излучения. В этом процессе атом выступает в роли нелинейного преобразователя, а именно, при взаимодействии лазерного поля с атомом, последний аккумулирует значительную часть энергии поглощенных лазерных фотонов, которую затем испускает в виде единичного фотона с частотой в десятки и даже в сотни раз превосходящей частоту исходных лазерных фотонов, – рассказывает доктор физико-математических наук заведующий кафедрой теоретической физики Михаил Фролов . – Этот процесс испускания вторичного излучения и называется генерацией гармоник. Вероятность такого процесса достаточно мала, однако является доступной для экспериментального измерения.

Учёный отмечает, что если создать условия для генерации гармоник, направляя на атом сильное лазерное поле и аттосекундный импульс, то вероятность генерации гармоник будет существенно зависеть от временной формы суммарного поля, которую можно изменять посредством варьирования времени задержки между лазерным полем и аттосекундным импульсом. Как показано в работе воронежских учёных, вероятность генерации гармоники как функция временной задержки в точности повторяет огибающую аттосекундного импульса.    Другими словами, учёные ВГУ показали, каким образом можно экспериментально получать форму этого сверхкороткого лазерного импульса, реализуя эксперимент по генерации гармоник с временной задержкой между лазерным полем и аттосекундным импульсом.

– Мы не являемся первопроходцами в этой тематике и до нашей работы был предложен ряд методов по восстановлению формы аттоимпульса из экспериментов с сильным лазерным полем. Однако, и это стоит отметить, что в отличие от предыдущих методов, предложенный нами метод позволяет извлекать информацию о форме импульса непосредственно из экспериментальных данных без какого-либо статистически-итеративного анализа, – отмечает Михаил Фролов .

Работа в этом направлении велась большим научным коллективом, который внес существенный вклад в реализацию предложенной идеи визуализации аттосекундного импульса: общие идеи и аналитические расчеты были реализованы ассистентом кафедры теоретической физики Татьяной Саранцевой, а достаточно сложные численные расчеты спектров генерации высоких гармоник атомами были выполнены коллегами из Нижнего Новгорода, сотрудничающими с группой учёных ВГУ в рамках проекта РНФ, – это Николай Введенский, Александр Силаев и Александр Романов.

– Я думаю, что эта задача не была бы успешно решена, если бы не помощь наших старших коллег – профессора кафедры теоретической физики Николая Леонидовича Манакова и безвременно ушедшего от нас профессора Университета штата Небраска (США), почетного доктора ВГУ, профессора Энтони Стараса, – отметил в заключение Михаил Фролов .

Пресс-служба ВГУ    

Фотогалерея

 
По теме
В этом году в связи с эпидемией коронавируса школьные линейки 1 сентября в крупных населенных пунктах Воронежской области, в том числе самой столице Черноземья, проведут только для первоклашек,
Воронежский суд оштрафовал главврача за взятки и злоупотребления на 1 млн рублей - Voronezh-News.Net Панинский райсуд 5 августа вынес вердикт по делу бывшего главврача Эртильской райбольницы Дмитрия Атаманова, который обвинялся в злоупотреблении должностными полномочиями и получении взяток.
Voronezh-News.Net
Сбербанк поддержал региональную экономику - В курсе Председатель Центрально-Черноземного банка ПАО Сбербанк Владимир Салмин провел пресс-конференцию для региональных СМИ, на которой подвел итоги первого полугодия 2020 года.
В курсе
/documents/34650/0/01.JPG/1ad52130-2da2-0533-b580-87d3fa1ba091 - Правительство Воронежской области 5 августа в Рамони состоялась передача муниципальным районам Воронежской области многофункциональных передвижных культурных центров (автоклубов), приобретенных в рамках национального проекта «Культура».
Правительство Воронежской области
«Радуга» собирает мастеров - Единая Россия Воронежские единороссы расширяют границы и возможности дистанционного общения талантливых детей Как рассказала директор Центра развития творчества детей и юношества «Радуга»,
Единая Россия